img

云顶娱乐在线棋牌

根据一项新的研究,蜜蜂蜂巢的完美六角形阵列,作为自然图案形成的一个例子而被钦佩了几千年,更多地归功于简单的物理力量而不是蜜蜂的技能

英国卡迪夫大学的工程师Bhushan Karihaloo及其同事说,蜜蜂只是制作横截面呈圆形的细胞,并像一层气泡一样被包装在一起

根据他们的研究,出现在皇家学会界面杂志中,由蜜蜂的身体的热量软化的蜡然后通过三个壁相遇的交叉点处的表面张力被拉入六边形细胞

这一发现引发了关于蜂窝是否是精致生物工程或盲物理学的一个例子的长期争论

具有简单多边形横截面的相同单元的规则几何阵列可以仅采用三种形式中的一种:三角形,正方形或六边形

其中,六边形使用最小的壁面积划分空间,因此,对于蜂窝,使用最少的蜡

这种经济在公元四世纪由亚历山大的数学家帕普斯(Pappus of Alexandria)注意到,他认为蜜蜂有“某种几何的预见”

但在十七世纪,丹麦数学家Erasmus Bartholin认为昆虫不需要这样的预见

他说六边形会自动地从每只蜜蜂的压力中产生,试图使其细胞尽可能大,就像单层泡沫的压力产生六边形泡沫一样

1917年,苏格兰动物学家D'Arcy Thompson再次与气泡类比,认为软蜡中的表面张力会将细胞壁拉成六边形,三重交叉点

当时在德国维尔茨堡大学的Christian Pirk领导的一个团队在2004年展示了熔化的蜡倒入正六角形圆柱形橡胶塞子之间的空间,确实在冷却和硬化时缩回到六边形中

热蜡Karihaloo和他的同事似乎已经在他们的研究中找到了这个论点

该团队打断了蜜蜂从蜂巢中抽出梳子,并发现最近建成的细胞呈圆形,而那些刚刚变成细胞的蜜蜂则发育成六边形

作者说,那些使梳子揉捏的工蜂和用它们的身体加热蜡直到它达到约45℃ - 温度足以像粘性液体一样流动

查尔斯·达尔文提出了蜜蜂可能首先制造圆形细胞的观点,后者随后成为六角形细胞

但他无法找到令人信服的证据

Karihaloo解释说,他和他的同事从他们在一捆圆形塑料吸管上进行的早期实验中得出了他们的想法,这些吸管在加热和挤压时形成六边形横截面

可能看起来蜜蜂在制作圆形细胞后没有多少余地

但他们似乎确实是专家建设者

例如,它们可以使用它们的头部作为铅垂线来测量垂直,使细胞的轴线从水平方向略微向上倾斜以防止蜂蜜流出,并且极其精确地测量细胞壁厚度

那么,他们可能会继续积极地将圆形细胞塑造成六边形,而不是让表面张力完成这项工作吗

都柏林圣三一学院的物理学家和泡沫专家Denis Weaire怀疑他们可能,尽管他承认“表面张力必须发挥作用”

Weaire补充说,“如果蜜蜂的内部温度足以融化蜡,蜂巢的温度将始终接近熔点,因此蜡将接近流动

这可能更多是一种麻烦而不是一种优势

News